Fe掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

利用溶胶-凝胶法成功制备出Fe掺杂TiO_2纳米颗粒,并用XRD、SEM、XPS、UV-Vis、PL对样品的物理化学性能进行表征。结果表明,Fe掺杂能够减小TiO_2的禁带宽度和光生电子-空穴的复合概率。光催化降解亚甲基蓝溶液的实验表明,随着Fe掺杂量的增加,TiO_2的光催化活性先增大后减小,F4-TiO_2的光催化活性最高,60 min后对亚甲基蓝溶液的降解率达到94.2%。Fe掺杂TiO_2具有较好的稳定性,重复5次光催化降解实验后,对亚甲基蓝溶液的降解率仍达到89.4%。     

Ag修饰花瓣状ZnO材料的合成及其光催化性能

以醋酸锌和硝酸银为原料,采用水热法合成了Ag/ZnO复合材料,并通过XRD、UV-Vis、SEM、XPS和PL等进行了物理化学性能表征。在紫外光源照射下,将亚甲基蓝溶液作为目标废水降解物,研究了Ag掺杂比对Ag/ZnO复合材料光催化性能的影响。结果表明,Ag/ZnO复合材料呈现三维花瓣状,Ag以原子的形式吸附在ZnO表面;2.0%Ag/ZnO复合材料具有良好的光催化活性,120 min后对亚甲基蓝溶液的降解率可达94%。Ag/ZnO复合材料光催化活性的改善归功于光吸收的增多和光生电子-空穴复合概率的降低。     

TiO_2-BiVO_4复合材料的制备及其光催化降解印染废水

以钛酸丁酯、五水硝酸铋、偏钒酸铵为主要原料制备TiO_2-BiVO_4复合光催化剂,并用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见分光光度计、X射线光电子能谱仪和光致发光荧光光谱仪进行表征。结果表明,与TiO_2和BiVO_4相比,TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更窄的禁带宽度,光生电子-空穴的复合概率更低。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更高的光催化活性,60 min后对罗丹明B溶液的降解率达到87.3%。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有良好的光催化稳定性,经过5次光催化降解实验后,对罗丹明B溶液的降解率为81.7%。     

Ag负载ZnO复合材料的制备及对亚甲基蓝的光催化降解

以醋酸锌和硝酸银为原料,利用水热法制备了Ag/ZnO复合材料,通过XRD、UV-vis、SEM、XPS、PL技术对样品的物理化学性质进行分析。在紫外光源照射下,以亚甲基蓝染料溶液为目标降解物,探究了Ag含量对Ag/ZnO复合材料光催化性能的影响。试验结果表明,Ag/ZnO复合材料呈三维花瓣形状,Ag以原子形式负载在ZnO表面,2%Ag/ZnO具有最佳的光催化活性,120 min后,对亚甲基蓝溶液的降解率达到94%,Ag/ZnO复合材料光催化活性的提升可归因于光吸收的增加和光生电子-空穴复合的减少。     

Ni-Zr共掺TiO_2纳米粉体的光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法制备掺杂Ni-Zr共掺纳米TiO_2,采用XRD、TEM和DRS等方法对光催化剂的晶向结构、显微形貌和光响应特性进行表征,并以罗丹明B为目标降解物,测试其光催化性能。结果表明Zr掺杂能够降低TiO_2光催化剂的粒径,改善其光响应特性。Ni~(2+)和Zr~(4+)共掺杂可以通过协同作用提高样品的光催化活性。Ni-Zr共掺TiO_2比纯TiO_2具有更好的光催化效果,2%Zr和Ni共掺杂TiO_2光照60min后对罗丹明B的降解率达到92%,比纯TiO_2提高30%以上。     

La掺杂改性纳米TiO_2的制备及其在O_3协同下的光催化活性

采用溶胶凝胶法制备稀土La掺杂的纳米TiO_2催化剂,在臭氧和紫外的协同下,以对氯苯酚为模型污染物,考察了催化剂的光催化性能,并以XRD,XRF,UV-Vision为表征手段对催化剂进行了表征。结果表明,随着La掺杂量的升高,纳米TiO_2晶粒尺寸逐渐减小,晶格畸变程度变大;TiO_2的催化性能随着La掺杂量的升高而升高,但过高的掺杂量反而抑制了TiO_2的催化性能,当稀土La的掺杂摩尔比在2%时,TiO_2被证明具有最佳的催化活性;La的掺杂提升了催化剂在可见光区的光利用率,减少了光生电子空穴的复合,提高了臭氧产生羟基自由基的能力,最终提升了TiO_2的催化性能。     

BiVO_4和BiVO_4/TiO_2的制备及其光催化性能

以NH_4VO_3和Bi(NO_3)_3·5H_2O及TiO_2为原料,采用溶胶-凝胶法制备BiVO_4及BiVO_4/TiO_2复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis、BET、XPS等进行表征。通过氙灯下对亚甲基蓝模拟染料废水的降解,考察pH、煅烧温度对BiVO_4形貌、结晶性和光吸收性能的影响,以及TiO_2掺杂量对复合材料光催化活性的影响。结果表明:pH为7、煅烧温度为500℃时制备的单斜型BiVO_4光催化活性最高;TiO_2的掺入会改变BiVO_4形貌,适量TiO_2能拓宽催化剂的光吸收范围,提高复合材料的耐用性;掺杂量为30%时,产物具有较高的光催化活性,在氙灯下照射3 h后亚甲蓝降解率达77.3%,循环回收3次后,降解率仍达71.0%。     

掺杂Fe~(3+)纳米TiO_2的涂布纸可见光光催化剂的制备与表征

本文在室温条件下通过原位复合法制备了一系列铁(Fe~(3+))掺杂(Fe~(3+)/TiO_2摩尔百分比浓度0.0-1.0at.%)纳米TiO_2光催化剂。利用SEM、XPS和UV-vis DRS作为表征手段,可见光(40 W白炽灯,主光源456 nm)甲醛降解实验评价Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2的光催化活性。研究了Fe~(3+)掺杂浓度对表面吸附、微观结构和光催化性能的影响。实验结果表明,Fe~(3+)掺杂可以扩大TiO_2的光吸收范围,吸收阈值波长红移至443 nm。掺杂量0.25 at.%,光催化时间为2 h,初始甲醛浓度1.0 mg/m~3,反应器体积为4.8 dm~3,A4光催化纸样品对甲醛降解率为92.6%。论文也提出并讨论了金属Fe~(3+)离子在纳米TiO_2粒子表面螯合机理。     

改性纳米TiO2光催化分解水制氢研究进展

综述了目前改性光催化剂TiO2的几种方式,即改变TiO2结构形态、负载贵金属抑制电子-空穴复合、掺杂金属离子使电子-空穴对分离、掺杂非金属离子使TiO2光谱响应拓展至可见光范围、利用不同半导体复合能级差长期分离电子-空穴、染料光敏化向TiO2导带注入激发电子、加入电子给体不可逆地消耗反应空穴,指出改性后的TiO2光催化水制氢能力显著提高,光催化消除降解污染物耦合制氢是非常有意义的研究课题.     

石墨烯负载TiO_2复合材料的制备及光催化降解印染废水的研究

利用溶胶-凝胶法和水热法制备了石墨烯改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UVVis)、扫描电镜(SEM)、光致发光荧光光谱仪(PL)对催化剂进行表征,并考察了该催化剂对亚甲基蓝的光催化降解性能。结果表明,石墨烯成功负载到TiO_2表面,不同石墨烯负载量的TiO_2均为锐钛矿结构,石墨烯的加入减小了TiO2的禁带宽度,增大了光吸收范围,延长了光生载流子寿命。催化剂活性随石墨烯负载量的增加先增大后减小,3%石墨烯负载量的TiO_2具有最高的光催化活性,达到85.5%。光催化活性的提升原因:(1)光吸收的增加;(2)石墨烯的加入促进了电子的转移,延长了光生载流子的寿命。     

二氧化钛纳米光催化材料的修饰改性

二氧化钛(TiO_2)是当前在国际上最为普遍应用的光催化材料之一,然而因为其存在禁带宽度比较宽,光生电子空穴对容易发生复合等不足,从而导致其利用太阳能的效率较低、影响了光催化作用效果。本论概述了TiO_2材料的修饰改性,并以此增强它的光电转换效率,如表面沉积贵金属、半导体复合、染料敏华、负载量子点等。     

Ag掺杂TiO2光催化剂的制备及其处理造纸废水研究

采用溶胶-凝胶法制备Ag掺杂TiO_2(Ag-TiO_2)光催化剂,采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对所制备Ag-TiO_2光催化剂进行表征,并用该光催化剂处理中段造纸废水,以降低造纸废水的COD_(Cr)和色度。探讨了Ag掺杂量、造纸废水初始pH值、光催化剂用量和光照时间对处理效果的影响。结果表明,Ag掺杂后TiO_2的结晶度下降,Ag-TiO_2的禁带宽度随Ag掺杂量的增大而减小。废水处理结果表明,当造纸废水初始p H值为6、光催化剂用量为0.6 g/L、Ag掺杂量为3%时,Ag-TiO_2光催化效果最佳,光照12 h后,造纸废水的色度和COD_(Cr)去除率分别达到100%和81.3%。     

石墨烯/镧共掺杂TiO_2纳米纤维的制备及光催化性能研究

通过静电纺丝技术和高温碳化制备了石墨烯/镧共掺杂TiO_2纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、红外光谱仪及紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、结构和光催化性能进行了表征和测试。结果表明,石墨烯的掺杂可以提高TiO_2纳米纤维的光催化性能,当石墨烯掺杂量为0.1 g时,TiO_2纳米纤维的光催化性能较优。     

纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究进展

纳米TiO_2作为一种光催化剂,可以净化室内空气,尤其是甲醛。综述了纳米TiO_2降解甲醛的光催化机理,着重介绍了溶胶-凝胶法固化纳米TiO_2的优点、体相掺杂改性对纳米TiO_2的光催化活性的提高以及纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究进展。通过优化光催化薄膜的制作工艺,发现更高效的体相掺杂剂扩展TiO_2光催化的光谱响应范围,是提高纳米TiO_2光催化作用、降解甲醛的有效途径。     

二氧化钛纳米管的制备及其光催化性能

为提高TiO_2的光催化性能,通过电化学阳极氧化法在金属钛箔基体上制备了结构有序的TiO_2纳米管(TiO_2NTs),并以此为基础通过连续离子层吸附反应技术(SILAR)制备了Ag、CdS共修饰的TiO_2纳米管(AgCdS/TiO_2NTs)。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、元素分析仪和紫外可见漫反射光谱等表征手段,对Ag-CdS/TiO_2NTs形貌结构、元素组成和光吸收特性等进行了表征,并研究了Ag、CdS修饰后的TiO_2纳米管的光催化性能。结果表明:Ag和CdS纳米粒子被成功沉积在TiO_2纳米管上;与纯TiO_2纳米管的吸收光谱相比,Ag-CdS/TiO_2NTs对光的吸收范围延伸到整个可见光区域;与纯TiO_2纳米管或CdS修饰的TiO_2纳米管相比,Ag(3)-CdS/TiO_2NTs对甲基橙脱色率最高,70 min后脱色率达100%。     

前驱体比例对SnO_2/TiO_2纳米纤维晶型及光催化性能的影响

为提高SnO_2基纳米材料的光催化活性,以结晶四氯化锡和钛酸正啶酯分别为SnO_2前驱体和TiO_2前驱体,调节二者比例,利用静电纺丝协同煅烧技术制备出具有不同含量TiO_2掺杂的SnO_2/TiO_2复合纳米纤维。采用X射线衍射仪表征纳米纤维的晶型结构,利用扫描电镜观察复合纳米纤维的形貌,并将其应用到光催化降解亚甲基蓝溶液中,分析其光催化活性。结果表明:当结晶四氯化锡和钛酸正啶酯的质量比为2.5∶1、2∶1和3∶2时,纳米纤维表面由粗糙向光滑过渡;而且当前驱体的质量比为3∶2时,除了具有金红石型SnO_2晶相,复合纳米纤维还呈现出金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2晶相并存的状态,在降解亚甲基蓝溶液中表现出优异的光催化活性,即光催化10 min后亚甲基蓝溶解液的降解率已达到79.5%。     

TiO_2纳米管的快速制备、改性及光催化性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO_2纳米管,通过对纳米管表面掺杂非金属离子N、金属离子Ag以及CdS物质,进而研究不同物质对TiO_2纳米管光催化试验的影响。试验结果表明:NH_3·H_2O的浓度为1.0 mol/L、在AgNO_3溶液中浸泡35 min、光照时间为90 min时,Ag/N-TiO_2光催化效果好。     

MoS_2/石墨烯复合材料的制备及其光催化降解亚甲基蓝性能研究

采用水热法制备了MoS2/石墨烯复合材料。通过XRD、Raman、SEM、XPS、UV-Vis等对复合材料的结构、形貌和光学性能等进行了表征,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究复合材料的光催化活性。结果表明,MoS2/石墨烯复合材料为相互连接的层状结构,对MB的降解率达到99%(28 min),相比MoS_2光催化剂有较大的提高。主要是由于相互连接的导电石墨烯层状结构有利于光生电子的快速转移,促进了光生电子-空穴对的分离,提高了光生电子-空穴对的利用率。     

PAN纤维增强hemin/TiO_2可见光催化性能研究

使用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,通过配位作用同时负载氯化血红素(hemin)和二氧化钛(TiO_2)制备了复合光敏催化材料,在对其表面形貌和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料降解反应中的可见光催化性能。结果表明,hemin/TiO_2能够有效负载于改性PAN纤维表面,而且所制备的催化剂在可见光区显示出较强的吸收性能。通过对染料光催化降解试验发现,纤维载体能够大幅提升hemin/TiO_2的光催化活性,而且其活性与催化剂中hemin含量相关;该复合光敏催化材料具有较宽的pH适用范围,而且增加可见光强度能够提升其光催化活性。     

棉织物纳米银掺杂TiO_2溶胶防紫外线整理研究

为了获得具有防紫外线性能的棉织物,采用溶胶-凝胶法制备含纳米银粒子的TiO_2溶胶,并对棉织物进行了整理。借助红外光谱分析仪、热重分析仪、扫描电镜等仪器测试织物的结构与性能。利用罗丹明B溶液对整理前后棉织物的光催化活性进行了测试比较。结果表明:整理后的棉织物紫外线防护系数达到40以上,且具有一定的耐水洗性,同时对罗丹明B的吸附降解率达80%以上。认为:纳米银掺杂TiO_2溶胶整理棉织物具有较好的防紫外线性能和光催化活性。